山东好成果 | 国产圆筒型FPSO,可连续在海上运行15年不回坞的“海上油气加工厂”

浏览次数: 信息来源:规划处、创发院区域中心、海洋石油工程(青岛)有限公司 发布时间: 2024-12-27 15:05 文字大小:

今年5月,我国首个自主设计建造的圆筒型FPSO(浮式生产储卸油装置)“海洋石油122”(“海葵一号”),从中国海油青岛国际化高端装备制造基地启运。6月,最后一根系泊缆回接完成,“海葵一号”在南海“安家”,为我国首个深水油田二次开发项目年内投产奠定了基础。

海上油气加工厂“海葵一号”总重近3.7万吨,可连续在海上运行15年不回坞维修。海洋石油工程(青岛)有限公司攻克了圆筒型浮式生产装备系统生产设计、高精度建造集成等系列关键技术,成功设计并建造了“海葵一号”圆筒型FPSO。与国外装置相比,该装置施工建造工期缩短一半,总投资节约50%,船体主尺寸精度控制在毫米级,结构集成精度控制在4毫米以内,技术达到国际先进水平。

FPSO(浮式生产储卸油装置)是集原油生产、存储、外输等功能于一体的海上原油加工厂

自主设计建造实现多项创新

“海葵一号”的名字来源于“像葵花般在深海绽放”。正式命名前,它被称为“流花11-1/4-1油田二次开发项目”。“海葵一号”由中国海洋石油集团有限公司旗下各单位设计、建造,是我国首个自主设计建造的圆筒型FPSO,首个深水油田二次开发项目。青岛项目组经理赵山泉介绍,“‘海葵一号’让老油田焕发新生机,产出更多原油。”

FPSO是集原油生产、存储、外输等功能于一体的海上原油加工厂,由于生产工艺复杂,设备设施集成程度高,建造难度大,被视为海洋工程领域“皇冠上的明珠”,已成为全球海洋油气开发的主流生产装置。FPSO(浮式生产储卸油装置)主要有船型和圆筒型两种结构。相对传统的船型FPSO,圆筒型FPSO体型更小,空间更为紧凑,密集程度更高,施工难度更大,储油效率明显提高,并具有抵御恶劣海况能力强、不需采用昂贵的单点系泊系统、钢材用量少、经济适用性高等显著优点。因此,圆筒型FPSO是“明珠中的明珠”。

海上油气加工厂“海葵一号”总重近3.7万吨,可连续在海上运行15年不回坞维修

建造精度控制在毫米级

“海葵一号”是世界第7座圆筒型FPSO,前6座均由国外公司研发设计。从0到1,自主设计建造国产首个圆筒型FPSO,并不是件容易的事。

据青岛项目组设计经理陈品介绍,“海葵一号”在自主设计方面有10项创新。包括开展圆筒型FPSO船体系统设计,开展圆筒型FPSO聚酯缆系泊系统分析设计,形成台风海况浮式生产系统性能设计方法,突破总体性能设计和运动响应预报技术,突破基于LRFD法浮式平台结构设计技术,开展海上高含硫化氢油气田设计,开展圆筒型FPSO全船深度一体化设计,开展圆筒型FPSO台风来临前远程无人操作模式设计,开展FPSO全船主动力系统利日及适应性设计,设备设施国产化进一步突破。

在自主施工技术方面有8项创新,包括自主开展浮体生产设计工作,掌握圆筒型FPSO曲面立体分段和扇形分段的高精度建造技术首次创新实施层间及舱内管线单元化预制及整体安装工艺,形成了双龙门吊协同模式下FPSO干坞内高效集成的设计施工体系,首次掌握F36船板免焊后热处理焊接技术,掌握了复杂分段快速合拢及摘钩工艺,掌握了圆筒型FPSO系泊系统在位结构的高精度预制安装工艺,掌握了船舶出坞、倾斜试验、大舱实验及码头系泊等关键技术和作业方法。

为何要自主设计建造圆筒型FPSO?青岛项目组副经理冉祥鹏表示,我国南海风高浪大流急,船型FPSO易受其影响,需要靠内转塔单点系泊系统保持稳定。这一系统起到类似巨大轴承的作用,可避免船体与风浪流“硬刚”,但这一技术掌握在国外企业手中,价格贵且后期维护成本高。圆筒型FPSO不需要该系统,相比船型FPSO具有可回接管缆数量更多、更小吨位可实现作业要求等优点,可使油田开发更经济。

“海葵一号”由船体和上部功能模块两部分组成。据统计,通过技术攻关,上部功能模块700台关键设备中,有九成由我国自主设计制造,实现了关键设备自主研发应用的重要突破。

“海葵一号”总重近3.7万吨,建造精度控制在了毫米级,可连续在海上运行15年不回坞维修。主尺度误差成功控制在了6毫米以内。上部功能模块包含多个功能模块,向船体坐落时,每个模块都有十几个‘腿’需要与船体完美对接,精度控制在了4毫米以内。

“海葵一号”总重近3.7万吨,建造精度控制在了毫米级

高效率完工建造时长缩短近一半

2022年3月16日,切割下第一块钢板,“海葵一号”正式开始建造。今年4月26日,装好最后一块甲板,陆地建造完工——整个过程用时25个月,相比国际上同等规模圆筒型FPSO一般需要50个月的建造周期,“海葵一号”的建造周期缩短了约50%。

项目组工作人员介绍,大幅缩短建造周期,设计、建造全流程都拼出了高效率。冉祥鹏表示,在具体施工中,很多工作同时开工。此外,“海葵一号”全部在船坞建造,设计方案也以在船坞施工为前提确定。工程任务需要铺设电缆总长45万米、焊道40万米、管线5.5万米、近60万个零部件,在施工现场,有几十个工种进行技术支持,工作人员达1900多人。

“海葵一号”陆地建造交付后,青岛项目组的任务还未结束,技术和施工人员需要继续在海上持续工作。目前,“海葵一号”已经在九月实现油田投产。设计团队、施工团队近期对设计、建造各流程进行了总结并提出大量优化建议,为今后打造更多这样的“大国重器”做好技术及经验储备。

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